本州から九州までの山地に自生している日本固有種です。高いものだと樹高は１０ｍほどになり、樹皮は灰色か灰褐色。平滑ですが皮目が目立ちます。葉が展開する前の４〜５月に芳香のある大きな白い花を咲かせます。花弁は６枚、萼片は３枚ですが、萼片も白色の花弁状ですので、花弁を内花被片、萼片を外花被片と呼ぶこともできます。他のモクレン属と同様に花軸が柱状に立ち上がっていて、先端側に雌しべ、その下に雄しべが数多く出ています。果実は袋果が集まった集合果でこぶし状になり、１０月ごろに熟して中から赤い種子が出てぶら下がります。葉身が６〜１２ｃｍの葉は狭卵形または卵形で先が尖り、裏側は細かい毛があって白色を帯びます。葉をもむと爽やかな柑橘系にも似た香りがし、噛むとほのかに甘みを感じます。香りの成分は、爽やかなシネオール、松の香りのピネン、清涼感のあるカンファー（樟脳）、レモンの香りのシトラールなどです。花がコブシと似ているため、葉がまだ展開する前の開花期にそれと区別するのはぱっと見わかりません。コブシは花の基部に小さな葉をつけますがタムシバにはない。コブシの萼片は長さが花弁の１/４までと短くて細く、タムシバは花弁の１/２近くまであって幅広、といった違いがありますので、注意して観察すれば判別できると思います。[1][2]

２つの集団

 東北地方から北陸地方の日本海側に低木型、中部地方から九州までに高木型と、２種名のタムシバが分かれて自生していることがわかっています。低木型の樹高は普通数ｍで高くても１０ｍ以下、幹は斜上することが多く、葉は大型で薄く、雌しべ１本あたりの雄しべの本数が１〜１.５本。高木型は樹高が１５ｍ以上に達して直立し、葉は小型で厚みがあり、雌しべ１本あたりの雄しべの本数が２.３〜３本と低木型より多いといった違いがあります。ＤＮＡ配列に反復して存在していて子孫の遺伝子に残りやすいマイクロサテライトを、ストラクチャー解析によって日本全国のタムシバをいくつかの集団にグループ化した結果、２つの集団に分けるとこの低木型と高木型のグループにほぼ一致するそうです。この２つのグループが分岐したのは１００万年前ごろと考えられ、低木型より高木型の方が遺伝的多様性の高いグループとのことです。 [3][4]

シネオール（Ｃ₁₀Ｈ₁₈Ｏ）

ピネン（Ｃ₁₀Ｈ₁₆）

カンファー（Ｃ₁₀Ｈ₁₆Ｏ）

シトラール（Ｃ₁₀Ｈ₁₆Ｏ）